物理化学课后答案第二章热力学第一定律

第二章 热力学第一定律 2.5 始态为25 C，200 kPa 的5 mol 某理想气体，经途径a，b 两不同途径到达相同的末态。途经a 先经绝热膨胀到 -28.47 C，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa 的末态，步骤的热。途径b 为恒压加热过程。求途径b 的及。 解：先确定系统的始、末态 对于途径b，其功为 根据热力学第一定律 2.6 4 mol 的某理想气体，温度升高 20 C，求的值。 解：根据焓的定义 2.10 2 mol 某理想气体，。由始态 100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力体积增大到 150 dm3，再恒压冷却使体积缩小至 25 dm3。求整个过程的 。 解：过程图示如下 由于，则，对有理想气体和只是温度的函数 该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的 根据热力学第一定律 2.13 已知 20 C 液态乙醇(C2H5OH，l)的体膨胀系数，等温压缩率，密度，摩尔定压热容。求 20 C，液态乙醇的。 解：由热力学第二定律可以证明，定压摩尔热容和定容摩尔热容有以下关系 2.14 容积为27 m3的绝热容器中有一小加热器件，器壁上有一小孔与100 kPa的大气相通，以维持容器内空气的压力恒定。今利用加热器件使器内的空气由0 C 加热至 20 C，问需供给容器内的空气多少热量。已知空气的。 假设空气为理想气体，加热过程中容器内空气的温度均匀。 解：在该问题中，容器内的空气的压力恒定，但物质量随温度而改变 注：在上述问题中不能应用，虽然容器的体积恒定。这是因为，从 小孔中排出去的空气要对环境作功。所作功计算如下： 在温度 T 时，升高系统温度 dT，排出容器的空气的物质量为 所作功 这正等于用和所计算热量之差。 2.15 容积为 0.1 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为 0 C，4 mol的 Ar(g)及 150 C，2 mol 的 Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度 t 及过程的。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为及，且假设均不随温度而变。 解：图示如下 假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计 则该过程可看作恒容过程，因此 假设气体可看作理想气体，，则 2.16 水煤气发生炉出口的水煤气的温度是1100 C，其中CO(g)和H2(g)的摩尔分数均为0.5。若每小时有 300 kg 的水煤气由 1100 C 冷却到 100 C，并用所收回的热来加热水，是水温由 25 C 升高到 75 C。求每小时生产热水的质量。CO(g)和H2...